Arkusz maturalny

Matematyka — matura 2016

Poziom podstawowyCzerwiecFormuła 2015
Zobacz zadania i rozwiązania 34 zadań z arkusza

Zadania z arkusza — rozwiązania krok po kroku

34 zadań · Rozwiń rozwiązanie pod wybranym zadaniem.

Zadanie 1
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Liczba \(\frac{7^{6}\cdot 6^{7}}{42^{6}}\) jest równa

A
\(42^{36}\)
B
\(42^{7}\)
C
\(6\)
D
\(1\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Rozłożenie mianownika

Ponieważ 42=7·6, stosujemy wzór na potęgę iloczynu.

\[42^{6}=(7\cdot6)^{6}=7^{6}\cdot6^{6}\]

2 Skrócenie ułamka

Skracamy jednakowe czynniki licznika i mianownika.

\[\frac{7^{6}\cdot6^{7}}{42^{6}}=\frac{7^{6}\cdot6^{7}}{7^{6}\cdot6^{6}}=6\]

Odpowiedź

Odpowiedź C: 6.

\[6\]

Sprawdzenie

Po pomnożeniu wyniku przez mianownik otrzymujemy licznik.

\[6\cdot42^{6}=6\cdot7^{6}\cdot6^{6}=7^{6}\cdot6^{7}\]
Zadanie 2
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Cenę pewnego towaru podwyższono o 20%, a następnie nową cenę tego towaru podwyższono o 30%. Takie dwie podwyżki ceny tego towaru można zastąpić równoważną im jedną podwyżką

A
o 50%
B
o 56%
C
o 60%
D
o 66%

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisanie podwyżek

Każda podwyżka jest liczona od ceny obowiązującej w danym momencie, więc mnożymy cenę początkową przez kolejne współczynniki.

\[1{,}20\cdot 1{,}30=1{,}56\]

2 Wyznaczenie jednej podwyżki

Cena końcowa stanowi 156% ceny początkowej, czyli jest od niej wyższa o 56%.

\[156\%-100\%=56\%\]

Odpowiedź

Jedna równoważna podwyżka wynosi 56% — odpowiedź B.

\[56\%\]

Sprawdzenie

Dla ceny początkowej 100 zł kolejne ceny wynoszą 120 zł i 156 zł. Różnica 56 zł stanowi 56% ceny początkowej.

\[100\cdot1{,}20=120,\quad120\cdot1{,}30=156,\quad\frac{156-100}{100}=56\%\]
Zadanie 3
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Liczba \(\sqrt[3]{3\sqrt{3}}\) jest równa

A
\(\sqrt[6]{3}\)
B
\(\sqrt[4]{3}\)
C
\(\sqrt[3]{3}\)
D
\(\sqrt{3}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisz liczbę pod pierwiastkiem jako sześcian

Ponieważ \(\sqrt{3}\cdot\sqrt{3}=3\), otrzymujemy sześcian liczby \(\sqrt{3}\).

\[3\sqrt{3}=(\sqrt{3})^3\]

2 Oblicz pierwiastek sześcienny

Pierwiastek sześcienny z sześcianu liczby jest tą liczbą.

\[\sqrt[3]{3\sqrt{3}}=\sqrt[3]{(\sqrt{3})^3}=\sqrt{3}\]

Odpowiedź

D. Pierwiastek z 3.

\[\sqrt{3}\]

Sprawdzenie

Sześcian otrzymanego wyniku jest równy liczbie pod pierwiastkiem sześciennym.

\[(\sqrt{3})^3=3\sqrt{3}\]
Zadanie 4
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Różnica \(50001^{2}-49999^{2}\) jest równa

A
2 000 000
B
200 000
C
20 000
D
4

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zastosowanie wzoru

Korzystamy ze wzoru na różnicę kwadratów, aby obliczyć wynik bez podnoszenia dużych liczb do kwadratu.

\[50001^{2}-49999^{2}=(50001-49999)(50001+49999)\]

2 Obliczenie

Obliczamy różnicę i sumę liczb, a następnie ich iloczyn.

\[(50001-49999)(50001+49999)=2\cdot100000=200000\]

Odpowiedź

200 000, odpowiedź B.

\[200000\]

Sprawdzenie

Liczby są o 1 mniejsza i większa od 50 000. Po rozwinięciu kwadratów składniki kwadratowe i jedynki się redukują, dając ten sam wynik.

\[(50000+1)^2-(50000-1)^2=4\cdot50000=200000\]
Zadanie 5
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Najmniejsza wartość wyrażenia \((x-y)(x+y)\) dla \(x,y\in\{2,3,4\}\) jest równa

A
\(2\)
B
\(-24\)
C
\(0\)
D
\(-12\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Przekształcenie wyrażenia

Korzystamy ze wzoru na różnicę kwadratów, aby łatwiej porównać wartości.

\[(x-y)(x+y)=x^2-y^2\]

2 Wyznaczenie minimum

Różnica jest najmniejsza, gdy z podanego zbioru wybierzemy najmniejsze x i największe y, czyli x=2 oraz y=4.

\[\min(x^2-y^2)=2^2-4^2=4-16=-12\]

Odpowiedź

Najmniejsza wartość to −12. Odpowiedź D.

\[-12\]

Sprawdzenie

Liczby 2 i 4 należą do podanego zbioru. Dla tej pary pierwotne wyrażenie ma wartość −12; żadne inne dopuszczalne x nie ma mniejszego kwadratu niż 2, a żadne y większego niż 4.

\[(2-4)(2+4)=(-2)\cdot 6=-12\]
Zadanie 6
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Wartość wyrażenia \(\log_{3}\frac{3}{2}+\log_{3}\frac{2}{9}\) jest równa

A
\(-1\)
B
\(-2\)
C
\(\log_{3}\frac{5}{11}\)
D
\(\log_{3}\frac{31}{18}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Połącz logarytmy

Oba argumenty są dodatnie, więc sumę logarytmów o tej samej podstawie zapisujemy jako logarytm iloczynu.

\[\log_{3}\frac{3}{2}+\log_{3}\frac{2}{9}=\log_{3}\left(\frac{3}{2}\cdot\frac{2}{9}\right)=\log_{3}\frac{1}{3}\]

2 Oblicz wartość

Ponieważ \(\frac{1}{3}=3^{-1}\), logarytm jest równy \(-1\).

\[\log_{3}\frac{1}{3}=\log_{3}3^{-1}=-1\]

Odpowiedź

Wynik to −1, odpowiedź A.

\[-1\]

Sprawdzenie

Wynik spełnia definicję logarytmu: podniesienie 3 do potęgi −1 daje otrzymany argument \(\frac{1}{3}\).

\[3^{-1}=\frac{1}{3}\]
Zadanie 7
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Spośród liczb, które są rozwiązaniami równania \((x-8)(x^{2}-4)(x^{2}+16)=0\), wybrano największą i najmniejszą. Suma tych dwóch liczb jest równa

A
\(12\)
B
\(10\)
C
\(6\)
D
\(4\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie rozwiązań

Iloczyn jest równy zeru, gdy co najmniej jeden czynnik jest zerem. Dla liczb rzeczywistych \(x^{2}+16>0\), więc ten czynnik nie daje rozwiązania.

\[x-8=0\Rightarrow x=8,\qquad x^{2}-4=0\Rightarrow x=-2\ \text{lub}\ x=2\]

2 Wybór liczb i obliczenie sumy

Najmniejszym rozwiązaniem jest \(-2\), a największym \(8\). Dodajemy je.

\[-2<2<8,\qquad -2+8=6\]

Odpowiedź

Suma wynosi 6. Odpowiedź C.

\[\boxed{6\quad\text{(C)}}\]

Sprawdzenie

Dla \(x=-2\) zeruje się czynnik \(x^{2}-4\), a dla \(x=8\) czynnik \(x-8\). Obie liczby spełniają równanie i są skrajnymi spośród jego rzeczywistych rozwiązań.

\[(-2)^{2}-4=0,\qquad 8-8=0,\qquad -2+8=6\]
Zadanie 8
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Rozwiązaniem równania \(\frac{x-7}{x}=5\), gdzie \(x\neq 0\), jest liczba należąca do przedziału

A
\((−\infty,−2)\)
B
\(\langle−2,−1)\)
C
\(\langle−1,0)\)
D
\((0,+\infty)\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Usuń mianownik

Ponieważ \(x\neq 0\), możemy pomnożyć obie strony równania przez \(x\).

\[\frac{x-7}{x}=5\quad\Longleftrightarrow\quad x-7=5x\]

2 Oblicz niewiadomą

Przenosimy wyrazy z \(x\) na jedną stronę i dzielimy przez \(4\).

\[-7=4x\quad\Longleftrightarrow\quad x=-\frac{7}{4}\]

3 Wybierz przedział

Otrzymana liczba leży między \(-2\) a \(-1\), więc pasuje odpowiedź B.

\[-2<-\frac{7}{4}<-1\]

Odpowiedź

B, liczba \(-\frac{7}{4}\) należy do przedziału \(\langle-2,-1)\).

\[x=-\frac{7}{4}\in\langle-2,-1)\]

Sprawdzenie

Liczba \(-\frac{7}{4}\) jest różna od zera, a po podstawieniu lewa strona równania wynosi \(5\).

\[\frac{-\frac{7}{4}-7}{-\frac{7}{4}}=\frac{-\frac{35}{4}}{-\frac{7}{4}}=5\]
Zadanie 9
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Funkcja \(f\) określona jest wzorem \(f(x)=\frac{2x^{3}}{x^{4}+1}\) dla każdej liczby rzeczywistej \(x\). Wtedy liczba \(f(-\sqrt{2})\) jest równa

A
\(-\frac{8}{5}\)
B
\(-\frac{4\sqrt{2}}{3}\)
C
\(-\frac{4\sqrt{2}}{5}\)
D
\(-\frac{4}{3}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Podstawienie argumentu

Aby obliczyć wartość funkcji, podstawiamy \(-\sqrt{2}\) w miejsce \(x\).

\[f(-\sqrt{2})=\frac{2(-\sqrt{2})^{3}}{(-\sqrt{2})^{4}+1}\]

2 Obliczenie potęg

Nieparzysta potęga liczby ujemnej jest ujemna, a parzysta dodatnia.

\[(-\sqrt{2})^{3}=-2\sqrt{2},\qquad (-\sqrt{2})^{4}=4\]

3 Obliczenie wartości

Wstawiamy obliczone potęgi i upraszczamy ułamek.

\[f(-\sqrt{2})=\frac{2(-2\sqrt{2})}{4+1}=-\frac{4\sqrt{2}}{5}\]

Odpowiedź

Odpowiedź C.

\[f(-\sqrt{2})=-\frac{4\sqrt{2}}{5}\]

Sprawdzenie

Mianownik jest równy 5, więc wyrażenie jest określone. Pomnożenie otrzymanego wyniku przez mianownik daje licznik.

\[5\cdot\left(-\frac{4\sqrt{2}}{5}\right)=-4\sqrt{2}=2(-\sqrt{2})^{3}\]
Zadanie 10
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Dana jest funkcja kwadratowa \(f(x)=−2(x+5)(x−11)\). Wskaż maksymalny przedział, w którym funkcja \(f\) jest rosnąca.

A
\((−\infty,3\rangle\)
B
\((−\infty,5\rangle\)
C
\((−\infty,11\rangle\)
D
\(\langle6,+\infty)\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie wierzchołka

Miejsca zerowe to −5 i 11, więc oś symetrii paraboli leży w ich połowie.

\[x_w=\frac{-5+11}{2}=3\]

2 Ustalenie przedziału wzrostu

Współczynnik przy \(x^2\) jest ujemny, więc parabola jest skierowana ramionami w dół. Funkcja rośnie do wierzchołka, a za nim maleje.

\[a=-2<0,\qquad f\text{ rośnie na }(-\infty,3\rangle\]

Odpowiedź

Maksymalny przedział wzrostu to \((−\infty,3\rangle\). Odpowiedź A.

\[(-\infty,3\rangle\]

Sprawdzenie

Po przekształceniu \(f(x)=128-2(x-3)^2\). Gdy \(x\) rośnie do 3, kwadrat \((x-3)^2\) maleje, więc wartość funkcji rośnie. Dla \(x>3\) funkcja maleje, zatem przedziału nie można wydłużyć.

\[f(x)=-2\bigl((x-3)^2-64\bigr)=128-2(x-3)^2\]
Zadanie 11
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Ciąg \((a_n)\) jest określony wzorem \(a_n=6(n-16)\) dla \(n\geqslant 1\). Suma dziesięciu początkowych wyrazów tego ciągu jest równa

A
\(-54\)
B
\(-126\)
C
\(-630\)
D
\(-270\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie sumy

Sumujemy wyrazy od pierwszego do dziesiątego i wyłączamy stały czynnik 6 przed sumę.

\[S_{10}=\sum_{n=1}^{10}6(n-16)=6\left(\sum_{n=1}^{10}n-10\cdot16\right)\]

2 Podstawienie sumy liczb naturalnych

Suma liczb od 1 do 10 wynosi \(\frac{10\cdot11}{2}=55\), więc obliczamy wartość wyrażenia.

\[S_{10}=6\left(\frac{10\cdot11}{2}-160\right)=6(55-160)=-630\]

Odpowiedź

Suma wynosi −630. Odpowiedź C.

\[S_{10}=-630\]

Sprawdzenie

Pierwszy wyraz wynosi −90, a dziesiąty −36. Ciąg jest arytmetyczny, więc jego suma to dziesięć razy średnia tych wyrazów: −630.

\[a_1=-90,\quad a_{10}=-36,\quad S_{10}=\frac{10(-90-36)}{2}=-630\]
Zadanie 12
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Dany jest ciąg geometryczny \((a_n)\), w którym \(a_1=72\) i \(a_4=9\). Iloraz \(q\) tego ciągu jest równy

A
\(q=\frac{1}{2}\)
B
\(q=\frac{1}{6}\)
C
\(q=\frac{1}{4}\)
D
\(q=\frac{1}{8}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisanie czwartego wyrazu

W ciągu geometrycznym każdy kolejny wyraz powstaje przez pomnożenie poprzedniego przez iloraz \(q\), więc \(a_4=a_1q^3\).

\[9=72q^3\]

2 Obliczenie ilorazu

Dzielimy obie strony przez 72, a następnie obliczamy pierwiastek sześcienny.

\[q^3=\frac{9}{72}=\frac{1}{8},\qquad q=\sqrt[3]{\frac{1}{8}}=\frac{1}{2}\]

Odpowiedź

Iloraz ciągu wynosi \(\frac{1}{2}\). Odpowiedź A.

\[q=\frac{1}{2}\]

Sprawdzenie

Dla obliczonego ilorazu czwarty wyraz jest równy 9, zgodnie z treścią zadania.

\[a_4=72\cdot\left(\frac{1}{2}\right)^3=72\cdot\frac{1}{8}=9\]
Zadanie 13
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Dany jest trapez \(ABCD\), w którym przekątna \(AC\) jest prostopadła do ramienia \(BC\), \(|AD|=|DC|\) oraz \(|\angle ABC|=50^\circ\) (zobacz rysunek).

Stąd wynika, że

Trapez ABCD z przekątną AC, oznaczeniem kąta przy C, kątem 50° przy B i kątem β przy D.

A
\(\beta=100^\circ\)
B
\(\beta=120^\circ\)
C
\(\beta=110^\circ\)
D
\(\beta=130^\circ\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Kąt przy A w trójkącie ABC

Ponieważ przekątna AC jest prostopadła do BC, trójkąt ABC jest prostokątny. Korzystamy z sumy kątów trójkąta.

\[\angle BAC=180^\circ-90^\circ-50^\circ=40^\circ\]

2 Kąty przy podstawie AC

Podstawy trapezu AB i DC są równoległe, więc kąty BAC i ACD są równe. Ponieważ AD=DC, trójkąt ADC jest równoramienny, zatem kąty przy AC są równe.

\[\angle ACD=\angle BAC=40^\circ,\qquad \angle DAC=\angle ACD=40^\circ\]

3 Obliczenie β

Odejmujemy dwa kąty przy podstawie od sumy kątów trójkąta ADC.

\[\beta=180^\circ-40^\circ-40^\circ=100^\circ\]

Odpowiedź

β = 100°, odpowiedź A.

\[\boxed{\beta=100^\circ\quad(\mathrm{A})}\]

Sprawdzenie

Kąty trójkąta ADC mają miary 40°, 40° i 100°, a ich suma wynosi 180°.

\[40^\circ+40^\circ+100^\circ=180^\circ\]
Zadanie 14
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Punkty \(A\), \(B\), \(C\) i \(D\) leżą na okręgu o środku \(O\) (zobacz rysunek). Miary zaznaczonych kątów \(\alpha\) i \(\beta\) są odpowiednio równe

Okrąg o środku O z punktami A, B, C i D oraz zaznaczonymi dwoma kątami 36° i kątami α oraz β.

A
\(\alpha=36^\circ,\ \beta=72^\circ\)
B
\(\alpha=54^\circ,\ \beta=72^\circ\)
C
\(\alpha=36^\circ,\ \beta=108^\circ\)
D
\(\alpha=72^\circ,\ \beta=72^\circ\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie kąta α

Kąt środkowy α i kąt wpisany DAC są oparte na tym samym łuku DC, więc kąt środkowy jest dwa razy większy.

\[\alpha=2\angle DAC=2\cdot36^\circ=72^\circ\]

2 Obliczenie kąta β

W trójkącie ADC wyznaczamy kąt przy D. Jest on przeciwległy do kąta β w czworokącie wpisanym w okrąg, więc ich suma wynosi 180°.

\[\angle ADC=180^\circ-36^\circ-36^\circ=108^\circ,\qquad\beta=180^\circ-108^\circ=72^\circ\]

Odpowiedź

Poprawna odpowiedź: D.

\[\alpha=72^\circ,\qquad\beta=72^\circ\]

Sprawdzenie

Kąt ACD wyznacza łuk AD o mierze 72°, a kąt DAC łuk DC o mierze 72°. Kąt β opiera się na łuku ADC o mierze 144°, więc rzeczywiście ma 72°.

\[\beta=\frac{72^\circ+72^\circ}{2}=72^\circ\]
Zadanie 15
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Słoń waży 5 ton, a waga mrówki jest równa 0,5 grama. Ile razy słoń jest cięższy od mrówki?

A
\(10^6\)
B
\(10^7\)
C
\(10\)
D
\(10^8\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zamiana jednostek

Aby porównać masy, wyrażamy je w gramach. Jedna tona to milion gramów.

\[5\,\mathrm{t}=5\cdot10^6\,\mathrm{g}\]

2 Obliczenie ilorazu

Dzielimy masę słonia przez masę mrówki, aby ustalić, ile razy jest większa.

\[\frac{5\cdot10^6\,\mathrm{g}}{0{,}5\,\mathrm{g}}=10^7\]

Odpowiedź

Słoń jest cięższy od mrówki 10⁷ razy. Odpowiedź B.

\[10^7\]

Sprawdzenie

Pomnożenie masy mrówki przez otrzymany wynik daje 5 milionów gramów, czyli 5 ton.

\[0{,}5\,\mathrm{g}\cdot10^7=5\cdot10^6\,\mathrm{g}=5\,\mathrm{t}\]
Zadanie 16
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Każde z ramion trójkąta równoramiennego ma długość 20. Kąt zawarty między ramionami tego trójkąta ma miarę \(150^\circ\). Pole tego trójkąta jest równe

A
\(100\)
B
\(200\)
C
\(100\sqrt{3}\)
D
\(100\sqrt{2}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wybór wzoru na pole

Znamy długości dwóch ramion i kąt między nimi, więc stosujemy wzór na pole z sinusem tego kąta.

\[P=\frac{1}{2}ab\sin\gamma=\frac{1}{2}\cdot20\cdot20\cdot\sin150^\circ\]

2 Obliczenie pola

Kąty 150° i 30° sumują się do 180°, dlatego mają ten sam sinus.

\[\sin150^\circ=\sin30^\circ=\frac{1}{2},\qquad P=\frac{1}{2}\cdot20\cdot20\cdot\frac{1}{2}=100\]

Odpowiedź

Pole wynosi 100. Odpowiedź A.

\[P=100\]

Sprawdzenie

Po podstawieniu otrzymanego pola do wzoru iloraz jest równy sinusowi kąta między ramionami.

\[\frac{2P}{ab}=\frac{2\cdot100}{20\cdot20}=\frac{1}{2}=\sin150^\circ\]
Zadanie 17
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Prosta określona wzorem \(y=ax+1\) jest symetralną odcinka \(AB\), gdzie \(A=(-3,2)\) i \(B=(1,4)\). Wynika stąd, że

A
\(a=-\frac{1}{2}\)
B
\(a=\frac{1}{2}\)
C
\(a=-2\)
D
\(a=2\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie współczynnika kierunkowego odcinka AB

Symetralna jest prostopadła do prostej AB, więc najpierw obliczamy jej współczynnik kierunkowy.

\[a_{AB}=\frac{4-2}{1-(-3)}=\frac{2}{4}=\frac12\]

2 Wyznaczenie współczynnika a

Iloczyn współczynników kierunkowych prostych prostopadłych wynosi \(-1\).

\[a\cdot\frac12=-1\quad\Longrightarrow\quad a=-2\]

Odpowiedź

Odpowiedź C: \(a=-2\).

\[a=-2\]

Sprawdzenie

Środek odcinka AB to \((-1,3)\). Leży on na prostej \(y=-2x+1\), a iloczyn jej współczynnika kierunkowego i współczynnika prostej AB wynosi \(-1\). Jest to więc symetralna odcinka AB.

\[S=\left(\frac{-3+1}{2},\frac{2+4}{2}\right)=(-1,3),\qquad -2\cdot(-1)+1=3,\qquad (-2)\cdot\frac12=-1\]
Zadanie 18
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Układ równań \(\begin{cases}y=-ax+2a\\y=\frac{b}{3}x-2\end{cases}\) nie ma rozwiązań dla

A
\(a=-1\) i \(b=-3\)
B
\(a=1\) i \(b=3\)
C
\(a=1\) i \(b=-3\)
D
\(a=-1\) i \(b=3\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Warunek braku rozwiązań

Proste nie mają punktu wspólnego, gdy mają równe współczynniki kierunkowe i różne wyrazy wolne.

\[-a=\frac{b}{3},\qquad 2a\ne -2\]

2 Wybór odpowiedzi

W odpowiedziach C i D współczynniki kierunkowe są równe. Dla D wyrazy wolne też są równe, więc warunki spełnia tylko C.

\[\begin{aligned}\text{C: }&-1=\frac{-3}{3},\quad 2\ne-2,\\\text{D: }&1=\frac{3}{3},\quad -2=-2.\end{aligned}\]

Odpowiedź

C: a = 1 i b = −3.

\[a=1,\qquad b=-3\]

Sprawdzenie

Po podstawieniu wartości z odpowiedzi C równania wymagałyby jednocześnie y = −x + 2 oraz y = −x − 2. Ich porównanie daje sprzeczność, więc układ nie ma rozwiązań.

\[-x+2=-x-2\quad\Longrightarrow\quad 2=-2\]
Zadanie 19
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Do pewnej liczby \(a\) dodano 54. Otrzymaną sumę podzielono przez 2. W wyniku tego działania otrzymano liczbę dwa razy większą od liczby \(a\). Zatem

A
\(a=27\)
B
\(a=18\)
C
\(a=24\)
D
\(a=36\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Ułożenie równania

Po dodaniu 54 do liczby a dzielimy sumę przez 2. Z treści wynika, że otrzymany wynik jest równy podwojonej liczbie a.

\[\frac{a+54}{2}=2a\]

2 Rozwiązanie równania

Mnożymy obie strony przez 2, a następnie przenosimy wyrazy z a na jedną stronę.

\[a+54=4a\quad\Rightarrow\quad 54=3a\quad\Rightarrow\quad a=18\]

Odpowiedź

Odpowiedź B: a = 18.

\[a=18\]

Sprawdzenie

Po dodaniu 54 i podzieleniu przez 2 otrzymujemy 36, czyli dwa razy więcej niż 18.

\[\frac{18+54}{2}=36=2\cdot18\]
Zadanie 20
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Podstawą ostrosłupa prawidłowego czworokątnego \(ABCDS\) jest kwadrat \(ABCD\). Wszystkie ściany boczne tego ostrosłupa są trójkątami równobocznymi. Miara kąta \(ASC\) jest równa

A
\(45^\circ\)
B
\(30^\circ\)
C
\(75^\circ\)
D
\(90^\circ\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie długości krawędzi

Oznaczamy bok kwadratu przez \(a\). Ponieważ ściany boczne są trójkątami równobocznymi, krawędzie \(SA\) i \(SC\) też mają długość \(a\).

\[AB=BC=SA=SC=a\]

2 Obliczenie przekątnej podstawy

Trójkąt \(ABC\) jest prostokątny, więc z twierdzenia Pitagorasa obliczamy przekątną \(AC\).

\[AC^2=AB^2+BC^2=a^2+a^2=2a^2\]

3 Wyznaczenie kąta

W trójkącie \(ASC\) zachodzi \(SA^2+SC^2=AC^2\). Z odwrotnego twierdzenia Pitagorasa kąt przy \(S\) jest prosty.

\[SA^2+SC^2=a^2+a^2=2a^2=AC^2\quad\Rightarrow\quad\angle ASC=90^\circ\]

Odpowiedź

Kąt ASC ma miarę 90°. Odpowiedź D.

\[\angle ASC=90^\circ\]

Sprawdzenie

Bok leżący naprzeciw kąta ASC ma kwadrat długości równy sumie kwadratów pozostałych boków trójkąta ASC, co potwierdza wynik.

\[AC^2=2a^2=SA^2+SC^2\]
Zadanie 21
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Rzucamy trzy razy symetryczną monetą. Niech \(p\) oznacza prawdopodobieństwo otrzymania dokładnie jednego orła w tych trzech rzutach. Wtedy

A
\(0\leq p<0{,}25\)
B
\(0{,}25\leq p\leq 0{,}4\)
C
\(0{,}4<p\leq 0{,}5\)
D
\(p>0{,}5\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Liczymy możliwe wyniki

W każdym z trzech rzutów są dwa jednakowo prawdopodobne wyniki, więc wszystkich ciągów wyników jest osiem.

\[2^3=8\]

2 Liczymy wyniki sprzyjające

Dokładnie jeden orzeł może wypaść w pierwszym, drugim albo trzecim rzucie.

\[\binom{3}{1}=3\]

3 Obliczamy prawdopodobieństwo

Dzielimy liczbę wyników sprzyjających przez liczbę wszystkich jednakowo prawdopodobnych wyników.

\[p=\frac{3}{8}=0{,}375\]

Odpowiedź

Odpowiedź B.

\[0{,}25\leq p\leq 0{,}4\]

Sprawdzenie

Wartość 0,375 należy do przedziału z odpowiedzi B.

\[0{,}25\leq 0{,}375\leq 0{,}4\]
Zadanie 22
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Średnia arytmetyczna czterech liczb: \(x-1\), \(3x\), \(5x+1\) i \(7x\) jest równa 72. Wynika stąd, że

A
\(x=9\)
B
\(x=10\)
C
\(x=17\)
D
\(x=18\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisanie średniej

Średnia arytmetyczna to suma czterech liczb podzielona przez 4, więc układamy równanie.

\[\frac{(x-1)+3x+(5x+1)+7x}{4}=72\]

2 Rozwiązanie równania

Redukujemy wyrazy podobne: liczby −1 i 1 się znoszą. Następnie dzielimy obie strony przez 4.

\[\frac{16x}{4}=72\quad\Rightarrow\quad 4x=72\quad\Rightarrow\quad x=18\]

Odpowiedź

Odpowiedź D: x = 18.

\[x=18\]

Sprawdzenie

Dla x = 18 podane liczby to 17, 54, 91 i 126. Ich średnia wynosi 72.

\[\frac{17+54+91+126}{4}=\frac{288}{4}=72\]
Zadanie 23
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Na rysunku przedstawione są dwie proste równoległe \(k\) i \(l\) o równaniach \(y=ax+b\) oraz \(y=mx+n\). Początek układu współrzędnych leży między tymi prostymi.

Zatem

Układ współrzędnych z osiami x i y oraz dwiema opadającymi prostymi równoległymi. Prosta k: y=ax+b przecina oś y powyżej początku układu, a prosta l: y=mx+n poniżej początku.

A
\(a\cdot m>0\) i \(b\cdot n>0\)
B
\(a\cdot m>0\) i \(b\cdot n<0\)
C
\(a\cdot m<0\) i \(b\cdot n>0\)
D
\(a\cdot m<0\) i \(b\cdot n<0\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Ustalenie znaków współczynników kierunkowych

Obie proste opadają, gdy przesuwamy się w prawo, więc ich współczynniki kierunkowe są ujemne. Iloczyn dwóch liczb ujemnych jest dodatni.

\[a<0,\quad m<0\quad\Longrightarrow\quad a\cdot m>0\]

2 Ustalenie znaków wyrazów wolnych

Wyrazy wolne to współrzędne punktów przecięcia prostych z osią y. Prosta k przecina ją powyżej zera, a prosta l poniżej zera.

\[b>0,\quad n<0\quad\Longrightarrow\quad b\cdot n<0\]

Odpowiedź

Odpowiedź B.

\[a\cdot m>0\quad\text{i}\quad b\cdot n<0\]

Sprawdzenie

Równoległość prostych oznacza, że a=m. Ponieważ obie opadają, oba współczynniki są ujemne. Początek układu leży między prostymi, co zgadza się z przeciwnymi znakami b i n.

\[a=m<0,\quad b>0>n\]
Zadanie 24
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Dane są dwie sumy algebraiczne \(3x^3-2x\) oraz \(-3x^2-2\). Iloczyn tych sum jest równy

A
\(-9x^5+4x\)
B
\(-9x^6+6x^3-6x^2+4x\)
C
\(-9x^5+6x^3-6x^2+4x\)
D
\(-9x^6+4x\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Mnożenie sum

Stosujemy rozdzielność mnożenia względem dodawania: każdy składnik pierwszej sumy mnożymy przez każdy składnik drugiej.

\[(3x^3-2x)(-3x^2-2)=-9x^5-6x^3+6x^3+4x\]

2 Redukcja wyrazów podobnych

Wyrazy z \(x^3\) mają przeciwne współczynniki, więc się znoszą.

\[-9x^5-6x^3+6x^3+4x=-9x^5+4x\]

Odpowiedź

Odpowiedź A.

\[-9x^5+4x\]

Sprawdzenie

Po wyłączeniu wspólnych czynników otrzymujemy różnicę kwadratów, która daje ten sam wynik.

\[(3x^3-2x)(-3x^2-2)=-x(3x^2-2)(3x^2+2)=-x(9x^4-4)=-9x^5+4x\]
Zadanie 25
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Punkty \(D\) i \(E\) są środkami przyprostokątnych \(AC\) i \(BC\) trójkąta prostokątnego \(ABC\). Punkty \(F\) i \(G\) leżą na przeciwprostokątnej \(AB\) tak, że odcinki \(DF\) i \(EG\) są do niej prostopadłe (zobacz rysunek). Pole trójkąta \(BGE\) jest równe 1, a pole trójkąta \(AFD\) jest równe 4.

Zatem pole trójkąta \(ABC\) jest równe

Trójkąt prostokątny ABC z kątem prostym przy C. D i E leżą odpowiednio na AC i BC, a F i G na przeciwprostokątnej AB. Odcinki DF i EG są prostopadłe do AB.

A
\(12\)
B
\(16\)
C
\(18\)
D
\(20\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Podobieństwo trójkątów

Trójkąty BGE i AFD są prostokątne i mają odpowiednio wspólne kąty przy B i A z trójkątem ABC. Ponieważ E i D są środkami przyprostokątnych, stosunki ich przeciwprostokątnych do AB wynoszą odpowiednio BC/(2AB) i AC/(2AB). Pola trójkątów podobnych są proporcjonalne do kwadratów tych stosunków.

\[1=P_{ABC}\frac{BC^2}{4AB^2},\qquad 4=P_{ABC}\frac{AC^2}{4AB^2}\]

2 Wyznaczenie stosunku boków

Dzielimy drugą równość przez pierwszą, aby usunąć nieznane pole i długość przeciwprostokątnej.

\[4=\frac{AC^2}{BC^2},\qquad AC^2=4BC^2\]

3 Obliczenie pola

Z twierdzenia Pitagorasa wynika AB²=AC²+BC²=5BC². Podstawiamy to do wzoru na pole trójkąta BGE.

\[1=P_{ABC}\frac{BC^2}{4\cdot5BC^2}=\frac{P_{ABC}}{20},\qquad P_{ABC}=20\]

Odpowiedź

Pole trójkąta ABC wynosi 20. Odpowiedź D.

\[P_{ABC}=20\]

Sprawdzenie

Dla AC²=4BC² i AB²=5BC² otrzymujemy pole BGE równe 20·1/20=1 oraz pole AFD równe 20·4/20=4. Obie wartości zgadzają się z danymi.

\[P_{BGE}=20\cdot\frac{1}{20}=1,\qquad P_{AFD}=20\cdot\frac{4}{20}=4\]
Zadanie 26
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Rozwiąż równanie \(\frac{2x+1}{2x}=\frac{2x+1}{x+1}\), gdzie \(x\neq -1\) i \(x\neq 0\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Usunięcie mianowników

Ponieważ x≠0 i x≠−1, możemy pomnożyć obie strony przez 2x(x+1).

\[(2x+1)(x+1)=2x(2x+1)\]

2 Rozłożenie na czynniki

Przenosimy wyrazy na jedną stronę i wyłączamy wspólny czynnik, aby zastosować zasadę iloczynu równego zeru.

\[(2x+1)(1-x)=0\quad\Longrightarrow\quad x=-\frac12\ \text{lub}\ x=1\]

Odpowiedź

Rozwiązaniami są x=−1/2 oraz x=1.

\[x\in\left\{-\frac12,1\right\}\]

Sprawdzenie

Obie wartości spełniają warunki x≠−1 i x≠0. Dla x=−1/2 obie strony równania wynoszą 0, a dla x=1 obie wynoszą 3/2.

\[x=-\frac12:\ 0=0;\qquad x=1:\ \frac32=\frac32\]
Zadanie 27
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Dane są proste o równaniach \(y=x+2\) oraz \(y=-3x+b\), które przecinają się w punkcie leżącym na osi \(Oy\) układu współrzędnych. Oblicz pole trójkąta, którego dwa boki zawierają się w danych prostych, a trzeci jest zawarty w osi \(Ox\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie parametru

Punkt przecięcia leży na osi Oy, więc ma pierwszą współrzędną równą 0. Obie proste mają w nim tę samą drugą współrzędną.

\[0+2=-3\cdot 0+b\quad\Rightarrow\quad b=2\]

2 Wyznaczenie wierzchołków na osi Ox

Punkty przecięcia prostych z osią Ox otrzymujemy, przyjmując y=0.

\[0=x+2\Rightarrow x=-2,\qquad 0=-3x+2\Rightarrow x=\frac{2}{3}\]

3 Obliczenie pola

Podstawa trójkąta leży na osi Ox i ma długość równą różnicy współrzędnych jej końców. Wysokość jest odległością punktu (0,2) od osi Ox.

\[a=\frac{2}{3}-(-2)=\frac{8}{3},\qquad h=2,\qquad P=\frac{1}{2}ah=\frac{1}{2}\cdot\frac{8}{3}\cdot2=\frac{8}{3}\]

Odpowiedź

Pole trójkąta wynosi \(\frac{8}{3}\) jednostek kwadratowych.

\[P=\frac{8}{3}\]

Sprawdzenie

Dla b=2 obie proste przechodzą przez punkt (0,2). Ich punkty przecięcia z osią Ox to (-2,0) i (2/3,0), więc długości podstawy i wysokości użyte we wzorze na pole są poprawne.

\[-2+2=0,\qquad -3\cdot\frac{2}{3}+2=0\]
Zadanie 28
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Wykaż, że dla dowolnych liczb rzeczywistych \(x, y\) prawdziwa jest nierówność \[x^4+y^4+x^2+y^2\geq 2(x^3+y^3).\]

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Przenieś wyrazy na jedną stronę

Aby wykazać nierówność, wystarczy pokazać, że różnica jej stron jest nieujemna.

\[x^4+y^4+x^2+y^2-2(x^3+y^3)=x^4-2x^3+x^2+y^4-2y^3+y^2\]

2 Zapisz różnicę jako sumę kwadratów

Korzystamy ze wzoru na kwadrat różnicy. Każdy otrzymany składnik jest nieujemny dla liczb rzeczywistych.

\[x^4-2x^3+x^2+y^4-2y^3+y^2=x^2(x-1)^2+y^2(y-1)^2\geq 0\]

Odpowiedź

Nierówność zachodzi dla wszystkich liczb rzeczywistych \(x,y\). Równość występuje wtedy i tylko wtedy, gdy \(x,y\in\{0,1\}\).

\[x^4+y^4+x^2+y^2\geq 2(x^3+y^3)\]

Sprawdzenie

Suma dwóch nieujemnych składników jest równa zeru dokładnie wtedy, gdy oba są zerowe. Daje to \(x\in\{0,1\}\) oraz \(y\in\{0,1\}\), zgodnie z podanym warunkiem równości.

\[x^2(x-1)^2+y^2(y-1)^2=0\iff x,y\in\{0,1\}\]
Zadanie 29
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Dany jest trapez prostokątny \(ABCD\) o podstawach \(AB\) i \(CD\) oraz wysokości \(AD\). Dwusieczna kąta \(ABC\) przecina ramię \(AD\) w punkcie \(E\) oraz dwusieczną kąta \(BCD\) w punkcie \(F\) (zobacz rysunek).

Wykaż, że w czworokącie \(CDEF\) sumy miar przeciwległych kątów są sobie równe.

Trapez prostokątny ABCD z punktami E na ramieniu AD i F na przecięciu dwusiecznych kątów ABC oraz BCD.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Kąty przy ramieniu BC

Podstawy trapezu są równoległe, więc kąty przy ramieniu BC sumują się do 180°. Oznaczamy kąt ABC przez β.

\[\angle ABC=\beta,\qquad \angle BCD=180^\circ-\beta\]

2 Kąty przy D i F

Wysokość AD jest prostopadła do CD, zatem kąt przy D jest prosty. W trójkącie BCF kąty przy B i C są połowami kątów trapezu. Punkty E, F i B leżą na jednej prostej, więc kąty BFC i CFE są przyległe.

\[\angle CDE=90^\circ,\qquad \angle BFC=180^\circ-\frac{\beta}{2}-\frac{180^\circ-\beta}{2}=90^\circ,\qquad \angle CFE=180^\circ-\angle BFC=90^\circ\]

3 Kąty przy C i E

Dwusieczna przy C wyznacza kąt DCF. W trójkącie ABE obliczamy kąt AEB; kąty AEB i DEF są przyległe.

\[\angle DCF=\frac{180^\circ-\beta}{2}=90^\circ-\frac{\beta}{2},\qquad \angle AEB=90^\circ-\frac{\beta}{2},\qquad \angle DEF=180^\circ-\angle AEB=90^\circ+\frac{\beta}{2}\]

Odpowiedź

Obie sumy miar przeciwległych kątów czworokąta CDEF są równe 180°.

\[\angle CDE+\angle CFE=\angle DCF+\angle DEF=180^\circ\]

Sprawdzenie

Kąty przy D i F dają łącznie 180°, a wyrazy z β w sumie kątów przy C i E się znoszą. Otrzymane cztery kąty sumują się do 360°.

\[90^\circ+90^\circ=180^\circ,\qquad \left(90^\circ-\frac{\beta}{2}\right)+\left(90^\circ+\frac{\beta}{2}\right)=180^\circ\]
Zadanie 30.1
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte

W trójkącie \(ABC\) dane są długości boków \(|AB|=15\) i \(|AC|=12\) oraz \(\cos\alpha=\frac{4}{5}\), gdzie \(\alpha=\angle BAC\). Na bokach \(AB\) i \(AC\) tego trójkąta obrano punkty odpowiednio \(D\) i \(E\) takie, że \(|BD|=2|AD|\) i \(|AE|=2|CE|\) (zobacz rysunek).

Oblicz pole trójkąta \(ADE\).

Trójkąt ABC z punktami D na boku AB i E na boku AC, odcinkiem DE oraz kątem α przy wierzchołku A.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie długości AD i AE

Podane stosunki dzielą boki AB i AC odpowiednio na trzy równe części.

\[|AD|=\frac{|AB|}{3}=5,\qquad |AE|=\frac{2|AC|}{3}=8\]

2 Obliczenie sinusa kąta α

Kąt α jest kątem trójkąta, więc jego sinus jest dodatni. Korzystamy z jedynki trygonometrycznej.

\[\sin\alpha=\sqrt{1-\cos^2\alpha}=\sqrt{1-\left(\frac45\right)^2}=\frac35\]

3 Obliczenie pola

Boki AD i AE tworzą kąt α, dlatego stosujemy wzór na pole z dwóch boków i kąta między nimi.

\[P_{ADE}=\frac12|AD|\cdot|AE|\sin\alpha=\frac12\cdot5\cdot8\cdot\frac35=12\]

Odpowiedź

Pole trójkąta ADE wynosi 12 jednostek kwadratowych.

\[P_{ADE}=12\]

Sprawdzenie

Pole ABC wynosi 54, a boki AD i AE stanowią odpowiednio jedną trzecią i dwie trzecie boków AB i AC. Pole ADE stanowi więc dwie dziewiąte pola ABC, czyli 12.

\[P_{ABC}=\frac12\cdot15\cdot12\cdot\frac35=54,\qquad \frac13\cdot\frac23\cdot54=12\]
Zadanie 30.2
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte

W trójkącie \(ABC\) dane są długości boków \(|AB|=15\) i \(|AC|=12\) oraz \(\cos\alpha=\frac{4}{5}\), gdzie \(\alpha=\angle BAC\). Na bokach \(AB\) i \(AC\) tego trójkąta obrano punkty odpowiednio \(D\) i \(E\) takie, że \(|BD|=2|AD|\) i \(|AE|=2|CE|\) (zobacz rysunek).

Oblicz pole czworokąta \(BCED\).

Trójkąt ABC z punktami D na boku AB i E na boku AC oraz odcinkiem DE; kąt BAC oznaczono jako α.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie odcinków AD i AE

Korzystamy z podanych proporcji oraz długości boków trójkąta.

\[|AB|=|AD|+|BD|=3|AD|\Rightarrow |AD|=5,\qquad |AC|=|AE|+|CE|=\frac32|AE|\Rightarrow |AE|=8\]

2 Obliczenie sinusa kąta α

Kąt α jest kątem trójkąta, więc jego sinus jest dodatni. Stosujemy tożsamość trygonometryczną.

\[\sin\alpha=\sqrt{1-\cos^2\alpha}=\sqrt{1-\left(\frac45\right)^2}=\frac35\]

3 Obliczenie pola czworokąta

Odejmujemy pole trójkąta ADE od pola trójkąta ABC. Oba pola obliczamy ze wzoru na pole z dwóch boków i kąta między nimi.

\[P_{BCED}=\frac12\cdot15\cdot12\cdot\frac35-\frac12\cdot5\cdot8\cdot\frac35=54-12=42\]

Odpowiedź

Pole czworokąta BCED wynosi 42.

\[P_{BCED}=42\]

Sprawdzenie

Trójkąty ADE i ABC mają wspólny kąt α, a stosunki boków przy tym kącie wynoszą 1/3 i 2/3. Zatem pole ADE stanowi 2/9 pola ABC, czyli 12; po odjęciu od 54 otrzymujemy 42.

\[\frac{P_{ADE}}{P_{ABC}}=\frac5{15}\cdot\frac8{12}=\frac29,\qquad 54\left(1-\frac29\right)=42\]
Zadanie 31
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte5 pkt

Dany jest ciąg arytmetyczny \((a_n)\) określony dla każdej liczby naturalnej \(n\geq 1\), w którym \(a_1+a_2+a_3+a_4=2016\) oraz \(a_5+a_6+a_7+\ldots+a_{12}=2016\). Oblicz pierwszy wyraz, różnicę oraz najmniejszy dodatni wyraz ciągu \((a_n)\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisanie sum

W ciągu arytmetycznym \(a_n=a_1+(n-1)d\). Podstawiamy ten wzór do obu podanych sum.

\[4a_1+6d=2016,\qquad 8a_1+60d=2016\]

2 Wyznaczenie różnicy

Podwajamy pierwsze równanie i odejmujemy je od drugiego, aby usunąć \(a_1\).

\[48d=2016-4032=-2016,\qquad d=-42\]

3 Wyznaczenie pierwszego wyrazu

Podstawiamy różnicę do pierwszego równania.

\[4a_1+6\cdot(-42)=2016,\qquad a_1=567\]

4 Najmniejszy dodatni wyraz

Ciąg maleje, więc szukamy ostatniego wyrazu dodatniego.

\[a_n=567-42(n-1)=609-42n,\qquad a_{14}=21>0,\quad a_{15}=-21<0\]

Odpowiedź

Pierwszy wyraz to 567, różnica wynosi −42, a najmniejszy dodatni wyraz to 21.

\[a_1=567,\qquad d=-42,\qquad a_{14}=21\]

Sprawdzenie

Pierwsze cztery wyrazy dają sumę 2016. Wyrazy od piątego do dwunastego tworzą osiem wyrazów o sumie 2016. Ponieważ różnica jest ujemna, po dodatnim wyrazie 21 następuje wyraz ujemny −21.

\[567+525+483+441=2016,\qquad \frac{8(399+105)}{2}=2016,\qquad a_{14}=21>0>a_{15}=-21\]
Zadanie 32
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte4 pkt

Dany jest stożek o objętości \(8\pi\), w którym stosunek wysokości do promienia podstawy jest równy \(3:8\). Oblicz pole powierzchni bocznej tego stożka.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie wymiarów

Zapisujemy wysokość i promień zgodnie z podanym stosunkiem, a następnie podstawiamy je do wzoru na objętość stożka.

\[h=3k,\quad r=8k,\quad \frac13\pi r^2h=8\pi\;\Longrightarrow\;64\pi k^3=8\pi\;\Longrightarrow\;k=\frac12\]

2 Obliczenie tworzącej

Wysokość, promień i tworząca tworzą trójkąt prostokątny, więc stosujemy twierdzenie Pitagorasa.

\[h=\frac32,\quad r=4,\quad l=\sqrt{r^2+h^2}=\sqrt{16+\frac94}=\frac{\sqrt{73}}2\]

3 Obliczenie pola powierzchni bocznej

Podstawiamy promień i tworzącą do wzoru na pole powierzchni bocznej stożka.

\[P_b=\pi rl=\pi\cdot4\cdot\frac{\sqrt{73}}2=2\pi\sqrt{73}\]

Odpowiedź

Pole powierzchni bocznej stożka wynosi \(2\pi\sqrt{73}\).

\[P_b=2\pi\sqrt{73}\]

Sprawdzenie

Otrzymane wymiary dają objętość \(8\pi\), a stosunek wysokości do promienia wynosi \(3:8\).

\[\frac13\pi\cdot4^2\cdot\frac32=8\pi,\qquad \frac32:4=3:8\]
Zadanie 33
Matura 2016 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte4 pkt

Rejsowy samolot z Warszawy do Rzymu przelatuje nad Austrią każdorazowo tą samą trasą z taką samą zakładaną prędkością przelotową. We wtorek jego średnia prędkość była o 10% większa niż prędkość przelotowa, a w czwartek średnia prędkość była o 10% mniejsza od zakładanej prędkości przelotowej. Czas przelotu nad Austrią w czwartek różnił się od wtorkowego o 12 minut. Jak długo trwał przelot tego samolotu nad Austrią we wtorek?

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Porównanie czasów

Trasa miała tę samą długość, więc czas jest odwrotnie proporcjonalny do prędkości. We wtorek prędkość wynosiła 110% zakładanej, a w czwartek 90%.

\[\frac{t_{\mathrm{czw}}}{t_{\mathrm{wt}}}=\frac{1{,}1v}{0{,}9v}=\frac{11}{9},\qquad t_{\mathrm{czw}}=\frac{11}{9}t_{\mathrm{wt}}\]

2 Obliczenie czasu wtorkowego

W czwartek lot trwał o 12 minut dłużej. Podstawiamy zależność między czasami i rozwiązujemy równanie.

\[\frac{11}{9}t_{\mathrm{wt}}-t_{\mathrm{wt}}=12\ \mathrm{min},\qquad \frac{2}{9}t_{\mathrm{wt}}=12\ \mathrm{min},\qquad t_{\mathrm{wt}}=54\ \mathrm{min}\]

Odpowiedź

We wtorek przelot nad Austrią trwał 54 minuty.

\[54\ \mathrm{min}\]

Sprawdzenie

Z obliczonego czasu wynika, że w czwartek przelot trwał 66 minut, czyli o wymagane 12 minut dłużej.

\[t_{\mathrm{czw}}=\frac{11}{9}\cdot54\ \mathrm{min}=66\ \mathrm{min},\qquad 66-54=12\ \mathrm{min}\]

Ebook PDF Rozwiązane? 395 kolejnych zadań z arkuszy CKE z rozwiązaniami krok po kroku w jednym pliku. Zobacz ebook (19,99 zł)

Mamy rozwiązania krok po kroku do tego arkusza

Mamy już zadania z tego arkusza na stronie. Możesz przejść do nich i sprawdzić dostępne rozwiązania krok po kroku albo pobrać PDF.

Zobacz zadania z rozwiązaniami → Pobierz PDF